煤矿闭式恒压循环污水处理系统 5页

煤矿闭式恒压循环污水处理系统同煤集团大唐塔山煤矿位于Y市南郊区杨家窑村，其矿井设计生产能力为15Mt/a，采用平硐开拓方式。矿井目前回采盘区为一盘区、二盘区、三盘区，回采煤层为石炭系3#~5#煤层，采用综合机械化采掘工艺。依据塔山煤矿供应的地质资料显示，矿井生产期间涌水量大，主要来源于上覆侏罗系采空区积水，其2#、4#层近距离采空区积水，小煤柱工作面同层采空区积水，寒武￣奥陶系岩溶承压水等，矿井平均涌水量达65m3/h。为保证矿井生产的安全，塔山煤矿在1070运输大巷3500m处建立一个中央水泵房，主要用于矿井积水排放，水泵房容积为4500m3，中央水泵房通过安装的5台MD280型多级离心式水泵将污水排至地面山头污水处理站。但塔山煤矿回采煤层稳定性差，回采期间积水中煤泥量大，导致污水进入水泵房后水仓内煤泥淤积量大，需每隔10d进行人工清理，不仅加大了劳动强度，而且污水处理时耗电量大、效果差，对矿山环境破坏性也大。对此通过分析研究，为了削减污水排放量，提高污水处理能力，实现污水循环恒压利用，需设计一套闭式恒压循环污水处理系统，主要包括闭式污水循环处理系统和恒压供水掌握系统两部分。一、闭式污水处理系统1.1闭式污水循环处理系统5\n采用磁分别水体净化成套技术设备，处理水量为300m3/h，将矿井污水通过管道排入系统内进行净化处理。系统主要包括着水砂分别器、沉淀池、混凝反应池、固液分别设备、电控系统、磁分别机、污泥池、压滤机等部分组成，如图1所示。其电控系统主要包括联锁开关、PLC掌握柜、远程操控台等部分，远程操控台内设有主机、打印机、显示器，主机通过安装软件在显示器界面可现实闭式污水循环处理系统各设备运行状态、运行时间、故障点等，并可实现远程操作掌握。1.2闭式污水循环处理系统工作原理1)水泵房内污水经过水砂分别器，将污水与砂石进行分别，水砂分别后污水进入预沉池进行沉淀处理，在预沉池内3个沉料槽内分别埋入吸料管。2)预沉池污水沉淀一段时间后，池内上部污水流入混泥反映池内，下部沉淀污物通过高压吸泵作用，经吸料管进入污泥池内。3)通过在混泥反应池内加入磁种和混凝剂对污水种悬浮颗粒进行混凝，混凝后污水经高位水箱，将含有磁性凝聚物的混合污水送至分别器中进行固液分别。4)经固液分别后清水直接排至恒压供水系统，含有磁性物质的污水进入磁分别机，并对铁质进行清除;经磁分别后污水再次进入混凝反应池内，煤泥进入煤泥池内。5\n5)污泥池煤泥经吸泥泵吸入压滤机进行脱水，脱水后煤泥排至胶带输送机运出。6)该系统在进行污水处理时，实现无人值守自动化掌握，电控系统中PLC掌握柜可对混凝系统及其它设备进行自动调整掌握作用。二、恒压供水掌握系统2.1系统结构恒压供水掌握系统安装2套恒压供水系统，每套使用2台90kW水泵(660V)，2台防爆变频器，1台操作台，2台阀门掌握箱，2台PLC掌握箱等进行调速掌握。该系统以PLC掌握的变频恒压供水，采用本质安全型压力变送器实时监测出水管路压力值;可对系统流量、液位等信息进行实时采集;辅以合理的水泵掌握策略，保证整个系统运行的牢靠性。掌握方式分为自动掌握、手动一键掌握、就地检修掌握。2.2恒压供水掌握系统工作原理恒压供水掌握系统中清水池水源经高压水泵作用进行加压，经过电控液阀集控系统进行流量掌握及水压掌握，调整后的水流达到恒压状态，然后经供水管路输送机至矿井各个用水点，该系统中水压掌握主要由2种方式:全自动恒压掌握和手动一键掌握。5\n1)全自动恒压掌握。本着水位优先的原则实现各个水泵的自动掌握，当水位达到高位或不在低水位值时，允许开启水泵，之后通过检测管路的压力值，从而自动调整变频器的频率，使设备在预设的压力范围内进行工作;当管路压力过低时，也可以开启备用泵来实现稳压。2)手动一键掌握。依据实际需要可从自动掌握方式切换到手动掌握方式。此方式下操作人员在操作台上人工手动掌握。可对单个设备进行启、停操作但是水泵的频率值需要人为设定，并当水位过低时水泵无法开启。三、煤矿闭式恒压循环污水处理系统优缺点分析3.1主要优点1)系统操作简洁、故障率低。该系统中全部设备间采用PLC掌握柜联锁掌握作用，系统操作简洁，且系统在运行过程中可通过操控系统定期巡检各个系统设备故障并实现自动故障排解，降低了系统故障率。2)自动化水平高，劳动强度低。该系统在运行过程只需一人在远程操控室内通过监控系统对设备运行状态进行观看即可，无需专人对系统设备进行开启，实现了无人值守污水处理的目的，大大提高了污水处理自动化水平，降低了劳动强度。3)削减了污水排放量。采用该系统后可直接对中央水泵房污水进行循环处理，并对污水处理后进行恒压处理，供给矿井采掘工作面，削减了地面静压水供给量及污水排放量;同时污水处理后煤泥可直接混入矿井原煤中，提高了煤炭产量。3.2主要缺点1)由于矿井污水中含铁器杂质较多，闭式污水循环处理系统中磁分别机工作时负荷量大，导致磁分别机经常出现故障，加大了设备修理成本费用。5\n2)由于3#~5#煤层煤泥量大，且煤泥黏度高，造成吸泥泵对污泥池内煤泥汲取不洁净，需专人定期对污泥池进行清理。四、实际应用效果塔山煤矿中央水泵房于20XX年5月投入使用了闭式恒压循环污水处理系统，通过实际应用发觉，该系统处理污水能力300m3/h，截至20XX年11月共计处理1.74×104m3污水，与传统地面污水处理系统相比，削减地面污水排放量1.58×104m3，不仅有效地避免了污水对矿山环境破坏，而且该系统处理后可利用煤泥0.45万t/月，全年可提高原煤销售利益890万元，同时矿井污水处理后，通过恒压系统可对井下各用水点进行供水，削减了地面静压水供水量，全年可削减地面供水量3.2×104m3。五、结论同煤大唐塔山煤矿有限公司通过技术研究，对矿井原污水处理系统进行优化，设计一套煤矿闭式恒压循环污水处理系统并在1070运输大巷中央水泵房进行应用。通过实际运行发觉，应用该系统后削减了矿井污水排放量，降低了污水对矿山环境影响范围，实现了污水自动循环利用，同时削减了地面静压水供给量，提高了原煤产量，取得了显著经济效益。（来源：同煤集团大唐塔山煤矿有限公司）5